数据库系统并发控制与恢复原理

"并发控制与数据恢复是数据库系统中的核心概念，涉及到如何在多用户环境下确保数据的一致性和完整性。本书由Philip A. Bernstein、Vassos Hadzilacos和Nathan Goodman合著，深入探讨了这两个主题。书中内容包括事务处理、可恢复性、串行化以及数据库系统模型等基础理论，并详细讲解了两种主要的并发控制方法：两阶段锁定和非锁定调度器。此外，还讨论了死锁问题、多粒度锁定、分布式环境下的并发控制策略及其性能优化。" 并发控制是数据库系统中的关键机制，它确保在多个事务同时运行时，数据的正确性和一致性。书中首先介绍了事务的概念，事务是一组数据库操作的逻辑单元，具有原子性、一致性、隔离性和持久性的ACID特性。这些特性保证了即使在并发环境中，数据库也能保持其正确状态。 接着，书中提到了恢复性，这是指在系统故障后，能够将数据库恢复到一致状态的能力。为了实现这一目标，必须记录事务的日志，以便在发生故障时进行回滚或重播。 串行化是并发控制的一个重要目标，它保证了尽管事务可能并行执行，但结果看起来就像是按照某种顺序逐个执行一样。这可以通过检查事务的历史记录（历史）来实现，确保它们是可串行化的，即没有产生冲突的读写操作。 在数据库系统模型部分，作者阐述了如何构建和理解数据库系统的工作原理，包括系统架构、数据模型和访问方法等。 两阶段锁定（Two-Phase Locking, 2PL）是经典的并发控制方法。基本思想是在事务中分为获取锁和释放锁两个阶段，确保在事务结束前不会释放任何锁，从而避免数据不一致。然而，2PL也存在死锁问题，书中对此进行了分析，并讨论了各种变种，如保守调度和积极调度，以及如何处理幻象问题（Phantom Problem）。 非锁定调度器，如时间戳排序（Timestamp Ordering, TO）和序列化图测试（Serialization Graph Testing, SGT），提供了不同的并发控制策略，它们不依赖于锁定，而是通过其他机制来检测和避免并发冲突。此外，还有证书（Certifiers）等概念，用于验证事务的正确执行。 在分布式环境下，两阶段锁定和非锁定调度器都需要扩展以适应网络中的并发控制，包括分布式死锁检测和处理，以及多粒度锁定以提高并发性能。 这本书全面覆盖了数据库系统中的并发控制和恢复机制，是理解数据库并发理论和技术的重要参考资料。